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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Multi-scale modeling of water-fluid reactions based on observations on nano strtuctures

Research Project

Project/Area Number 18KK0376
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

岡本 敦  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (40422092)

Project Period (FY) 2019 – 2022
Keywords岩石ー水相互作用 / 鉱物微細組織 / 蛇紋岩 / 石英脈 / 水熱実験 / オマーンオフィオライト / 空隙 / X線CT
Outline of Annual Research Achievements

COVID19により渡航ができなかったが、1年延長した2022年の11月に短期間であるがユトレヒト大学とカールスルーエ工科大学を訪問することができた。ユトレヒト大学のプランパー准教授とともに、岩石ー流体相互作用に関する研究集会を開催し、東北大学とユトレヒト大学の複数の研究者、学生と有意義な議論を行った。また、オマーンオフィオライトに産する蛇紋石脈の微細組織と物質移動解析を行い、その共著論文がScience Advances 誌に掲載された。このほかにも、三波川変成帯の断層岩解析、マントルウェッジの脱水過程の空隙形成などの共同研究が現在進行中である。また、2023年8月に仙台で開催される国際会議第17回Water-Rock Interactionにおいて、Plumper博士とFluid-rock reactions and nano- to microstructural evolution during metamorphism and alteration セッションを開催することを予定している。
カールスルーエ工科大学のHilgers教授とBusch助教と共に石英脈の作成実験を行った。この成果は、2021年にJounral of Structural Geology 誌に掲載されている。2022年の11月に訪問した際は、貯留層における鉱物析出過程に関する共同研究に関してうちあわせを行った。また、国内では高エネルギー加速器研究機構との共同研究で、オマーンオフィオライトの解析と水熱実験により、微細組織発達と水素発生過程に関する研究や、地殻岩石の空隙形成に関する研究で大きな成果があがっている。以上、COVIDのために180日に満たない滞在期間ではあったが、研究計画を変更することで、大きな研究成果を挙げるとともに、ヨーロッパの研究者らとの深いネットワークを築くことができた。

  • Research Products

    (23 results)

All 2023 2022 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] カールスルーエ工科大学(ドイツ)2022

    • Year and Date
      2022-11-11 – 2022-11-14
    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      カールスルーエ工科大学
    • Co-investigator Overseas
      Christoph Hilgers
    • Job Title
      教授
    • Change Date
      2020年5月14日
  • [Int'l Joint Research] ユトレヒト大学(オランダ)2019

    • Year and Date
      2019-11-08 – 2019-11-11 | 2022-11-072022-11-11
    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      ユトレヒト大学
    • Co-investigator Overseas
      Oliver Plumper
    • Department
      Department of Earth Sciences
    • Job Title
      Associate Professor
    • Change Date
      2020年5月14日
  • [Journal Article] Geological records of transient fluid drainage into the shallow mantle wedge2023

    • Author(s)
      Yoshida Kazuki、Oyanagi Ryosuke、Kimura Masao、Pl?mper Oliver、Fukuyama Mayuko、Okamoto Atsushi
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Pages: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade6674

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Continental arc-derived eclogite in the Zavkhan Terrane, western Mongolia: Implications for the suture zone in the northern part of the Central Asian Orogenic Belt2022

    • Author(s)
      Bayarbold Manzshir、Okamoto Atsushi、Dandar Otgonbayar、Uno Masaoki、Tsuchiya Noriyoshi
    • Journal Title

      Journal of Asian Earth Sciences

      Volume: 229 Pages: 105150~105150

    • DOI

      10.1016/j.jseaes.2022.105150

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dehydration of brucite+antigorite under mantle wedge conditions: insights from the direct comparison of microstructures before and after experiments2022

    • Author(s)
      Nagaya Takayoshi、Okamoto Atsushi、Kido Masanori、Muto Jun、Wallis Simon R.
    • Journal Title

      Contributions to Mineralogy and Petrology

      Volume: 177 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00410-022-01956-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Open Transport of Aqueous Fluid from Pegmatite Revealed by Trace Elements in Garnet2022

    • Author(s)
      Nurdiana Astin、Okamoto Atsushi、Uno Masaoki、Tsuchiya Noriyoshi
    • Journal Title

      Geofluids

      Volume: 2022 Pages: 1~21

    • DOI

      10.1155/2022/8786250

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 地殻―マントル物質境界における緑泥石化と空隙形成2022

    • Author(s)
      岡本敦、吉田一貴、大柳良介
    • Organizer
      日本鉱物科学会
  • [Presentation] Formation and transport of silica particles in supercritical and vapor conditions and its implications to fracture sealing2022

    • Author(s)
      Atsushi Okamoto, Junpei Sugioka, Takamasa Niibe
    • Organizer
      International Joint Workshop on Slow-to-Fast Earthquakes
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水熱実験から見る海洋リソスフェアの岩石ー水相互作用におけるマグネシウムの重要性2022

    • Author(s)
      岡本敦,西海悠介,ダンダル オトゴンバヤル,宇野正起
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合(JpGU)
  • [Presentation] Rupture of serpentinized mantle wedge by self-promoting carbonation: insights from Sanbagawa metamorphic belt2022

    • Author(s)
      Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, Kazuki Yoshida, Masaoki Uno, Hiroyuki Shimizu, Madhusoodhan Satish-Kumar
    • Organizer
      European Geoscience Union (EGU)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rapid fluid infiltration recorded in the brucite-rich reaction zone along the antigorite veins from the Oman ophiolite2022

    • Author(s)
      Kazuki Yoshida, Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, and Masao Kimura
    • Organizer
      European Geoscience Union (EGU)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The relative rate of hydrogen production between olivine-H2O and olivine-orthopyroxene-H2O systems2022

    • Author(s)
      Shuhei Tanaka, Atsushi Okamoto, Kazuki Yoshida, Yasuhiro NIwa, Masao Kimura, Masaoki Uno, Kazumasa, Fuji
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合(JpGU)
  • [Presentation] Formation of brucite reaction zone with antigorite veins from the Oman ophiolite and its comparison with hydrothermal experiments.2022

    • Author(s)
      Kazuki Yoshida, Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合(JpGU)
  • [Presentation] 超臨界条件および飽和蒸気圧条件下におけるシリカ粒子の形成2022

    • Author(s)
      杉岡純平、山田亮一、岡本敦
    • Organizer
      日本地熱学会(GRSJ)
  • [Presentation] Formation of bipyramidal quartz within hydrothermal vents: insights from Kuroko deposits and hydrothermal experiments2022

    • Author(s)
      Jumpei Sugioka, Ryoichi Yamada, Atsushi Okamoto
    • Organizer
      Goldschmidt conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Olivine vs orthopyroxene:controls on iron partitioning during serpentinization2022

    • Author(s)
      Shuhei Tanaka, Atsushi Okamoto, Kazuki Yoshida, Yasuhiro NIwa, Masao Kimura, Masaoki Uno, Kazumasa, Fuji
    • Organizer
      Goldschmidt conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Elucidating parameters governing elemental transfer during seafloor alteration: Application of machine-learning based Protolith Reconstruction Model (PRM) to seafloor altered basalt, the South and Northwest Pacific regions.2022

    • Author(s)
      Satoshi Matsuno, Masaoki Uno, Atsushi Okamoto
    • Organizer
      American Geophysical Union(AGU)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Precise evaluation of element transfer in metabasalt with sample-based predictive uncertainty estimation using machine-learning2022

    • Author(s)
      Satoshi Matsuno, Masaoki Uno, Atsushi Okamoto
    • Organizer
      International Joint Workshop on Slow-to-Fast Earthquakes
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transient fluid infiltration in the shallow mantle wedge recorded in the Oman Ophiolite2022

    • Author(s)
      Kazuki Yoshida, Ryosuke Oyanagi, Masao Kimura, Oliver Plumper, Mayuko Fukuyama, Atsushi Okamoto
    • Organizer
      International Joint Workshop on Slow-to-Fast Earthquakes
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 沈み込み帯の含水マントルの炭酸塩化作用―自己促進的な反応―破壊―カップリング現象―. “スロー地震に関する地質学的・実験的・地震学的研究の連携と進展”2022

    • Author(s)
      岡本敦
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      海洋出版
  • [Book] 日本地球惑星科学連合ニュースレター誌(JGL)2022

    • Author(s)
      岡本敦
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      岩石の「模様」から地下の流体反応プロセスを解読する
  • [Remarks] 岡本・宇野研究室

    • URL

      https://geo.kankyo.tohoku.ac.jp/gmel2/

  • [Funded Workshop] Utrecht University-Tohoku University discussion forum on fluid-rock interactions and deformation within the solid earth2022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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